Нормативные документы, регламентирующие монтаж инженерных сетей, требуют во многих случаях установки обратных клапанов. Эти устройства используются в быту и на производстве как для предотвращения утечек жидкости и газа, так и для защиты оборудования в нештатных ситуациях. Их конструкция и принцип работы разный, некоторые более надежные, некоторые более дешевые, а есть разновидности, которые требуют подключения электропитания.
Назначение и принцип работы
Изначально все виды обратных клапанов проектировались с одной целью — предотвратить поток жидкости по трубопроводу в обратном направлении. Происходит это из-за остановки по той или иной причине насосного оборудования. Без клапана обратного потока вода может из системы вылиться обратно в скважину или колодец, при этом крыльчатка насоса или водяного счетчика будет вращаться в обратном направлении, что часто приводит к ее поломке.
У всех обратных клапанов принцип действия практически одинаковый: при снижении давления ниже установленного предела срабатывает специальное устройство, которое закрывает внутренний проход для жидкости. С повышением давления запорное устройство открывается, и вода может проходить в прямом направлении.
Виды и устройство
Есть несколько параметров, по которым классифицируются клапаны обратного потока. По режиму работы они могут быть энергонезависимыми и с потреблением электроэнергии. Первые более всего распространены по понятной причине — чтобы им работать, не требуется внешнего источника энергии. Вторые используются реже и в особых случаях.
По типу запорного механизма существует четыре вида:
- поворотные;
- шаровые;
- подъемные;
- дисковые.
По типу соединения клапаны обратного потока могут быть с муфтовой резьбой, с фланцами, межфланцевыми и с торцевыми выпусками под сварку.
Материалом для изготовления корпуса и рабочих элементов этой сантехнической арматуры может служить латунь, чугун или нержавеющая сталь. Бытовые клапаны чаще всего изготавливают из латуни, они отличаются долговечностью и износостойкостью. Чугунные используются только на магистральных трубопроводах большого диаметра. Они более дешевые, но подвержены коррозии. Самые надежные и долговечные клапаны — из «нержавейки», но и стоимость их самая высокая. Их применяют в особых случаях на ответственных участках систем.
В поворотном типе запирание прохода в корпусе осуществляется тарелкообразным затвором на поворотном рычаге под действием силы тяжести. Давление воды поднимает затвор, а при снижении давления затвор поворачивается под действием гравитации и закрывает проход для движения жидкости в обратном направлении.
Недостаток такой конструкции в том, что можно использовать такое устройство только на горизонтальных участках трубопроводов. Чаще всего его можно встретить на магистральных трубах большого диаметра.
Идею подъемной конструкции проектировщики скопировали с регулируемого вентиля клапанного типа. Вместо штока с резьбой, который служит для подъема золотника, установлена пружина из стойкой к коррозии стали.
Напор жидкости давит на затвор и поднимает его, тем самым открывая проход. При снижении давления пружина прижимает затвор и закрывает проход, исключая движение жидкости в обратном направлении.
В шаровой разновидности роль затвора играет металлический шарик, который может быть покрыт слоем резины. В некоторых моделях он подпружиненный, в некоторых запирает проход под действием силы тяжести. Эта разновидность считается самой надежной. Ее чаще всего используют как в быту, так и на промышленных объектах из-за простоты конструкции и дешевизны производства.
По конструкции и принципу работы обратный клапан для воды дискового вида похож на подъемную разновидность. Но есть существенное различие: у дискового вида затвор расположен горизонтально, а у подъемного — вертикально. Горизонтальное расположение затвора снижает гидравлическое сопротивление. Это важно для эксплуатации магистральных трубопроводов с большим диаметром.
Редко встречающиеся модели
Лепестковый обратный клапан имеет существенный недостаток — закрытие затвора происходит очень быстро, из-за чего возникает угроза гидравлического удара. Поэтому такая разновидность используется в тех случаях, когда поток жидкости имеет небольшую скорость. Лепесток может быть с одной или с двумя створками.
Кроме основного своего назначения обратные клапаны с сетчатым фильтром на входе выполняют дополнительную функцию — очистку воды от крупных механических частиц. Их применяют в системах автономного водоснабжения и устанавливают в точке водозабора из источника воды.
Существуют комбинированные обратные клапаны, имеющие выпуск для дренажа и специальный механизм для удаления воздушных пробок. Патрубок над золотниковой камерой является аналогом крана Маевского, и через него стравливается воздух. Нижний дренажный патрубок расположен после затвора. Через него есть возможность слить воду с системы при закрытом клапане.
Важные параметры при выборе
Выбор конкретной модели зависит от параметров существующей или проектируемой системы.
Обращают внимание на основные показатели:
- рабочее давление в системе;
- диаметр трубы в месте установки клапана;
- требуемая условная пропускная способность для уменьшения гидравлического сопротивления в трубопроводе.
Анализируя эти параметры, решают, какой лучше подобрать обратный клапан по конструкции, материалу изготовления и принципу работы.
Устройства обратного потока устанавливаются совместно с другим оборудованием — насосами, водяными счетчиками и т. п. В технической документации к ним, как правило, указываются рекомендуемые параметры запорной арматуры обратного потока.
Клапан с соленоидом
Движение жидкостей и газов имеют много закономерностей. Оно описывается практически одинаковыми законами.
Поэтому запорная арматура для обратного потока газов имеет похожую конструкцию с аналогичными устройствами для воды.
Существенная разница только в принципе воздействия на затвор (золотник).
В бытовых газопроводах давление настолько низкое, что газ не может воздействовать на золотник с необходимой силой для его открытия. Поэтому вместо пружины в клапане установлен соленоид, который ее заменяет.
Соленоидные клапаны имеют два основных типа — нормально открытые и нормально закрытые. Первые при отсутствии питания электромагнита находятся в открытом состоянии, вторые при таком же условии находятся в закрытом положении. Некоторые модели имеют возможность перенастроить при необходимости тип с нормально закрытого на нормально открытый и наоборот.
В большинстве моделей запорной арматуры устанавливается дополнительно фильтр для очистки природного газа. Часто эти клапаны подсоединены к управляющей системе безопасности с датчиком газа. При его значительной утечке давление в газопроводе падает, и затвор срабатывает, но это не происходит при незначительных объемах газа, выходящего из места повреждения. Для контроля таких случаев и предусмотрен датчик газа. При его срабатывании автоматика подает сигнал на соленоид для его закрытия. В таком режиме устройство работает как обычный отсекатель.
